DE29907642U1

DE29907642U1 - Näherungsschalter mit keramischer Abdeckung

Info

Publication number: DE29907642U1
Application number: DE29907642U
Authority: DE
Original assignee: Werner Turck GmbH and Co KG
Current assignee: Werner Turck GmbH and Co KG
Priority date: 1999-04-24
Filing date: 1999-04-24
Publication date: 2000-09-07
Anticipated expiration: 2009-04-25

Description

Gebrauchsmusteranme1dung

Näherunqsschalter mit keramischer Abdeckung Werner Turck GmbH & Co. KG Goethestraße 7

58553 Halver

VGN: 258 024 23 298 Dr.G./Or./Rz. 07.04.1999 Näherungsschalter mit keramischer Abdeckung

Die Erfindung betrifft einen Näherungsschalter mit in einem Kunststoffgehäuse hinter einer keramischen Abdekkung sitzendem Sensor und zugehöriger elektrischer Schaltung gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Näherungsschalter werden insbesondere als induktive Näherungsschalter in der Karosseriefertigung für Automobile verwendet. Hier werden die Näherungsschalter zur Ermittlung der Position von Schweißanlagen oder der Karosserieteile selbst verwendet. Die Anordnung der Näherungsschalter erfolgt in der Nähe der Schweißstellen. Die beim Punktschweißen entstehenden Schweißspritzer, Schweißtropfen oder dergleichen bilden eine Gefahr für das Sensorgehäuse. Es muß vermieden werden, daß derartige Schweißtropfen auf der aktiven Fläche des Sensors, also derjenigen Fläche, die unmittelbar vor dem Sensor liegt, anhaften. Auch muß vermieden werden, daß sich derartige Schweißspritzer in die aktive Fläche des Näherungsschalters einbrennen. Dies führt zu Störungen, weil der Näherungsschalter von den Spritzern dauerbedämpft oder dauerentdämpft wird. Dies kann eine Dauerbetätigung verursachen.

Im Stand der Technik sind Frontkappen aus Duroplast bekannt, bei denen eine dicke Wandstärke notwendig ist. Dies muß mit einer erhöhten Empfindlichkeit des Sensors kompensiert werden. Die Folge ist eine geringere Stabilität des Sensors. Es gibt auch Frontkappen, die aus thermoplastischem Kunststoff bestehen und mit Teflon beschichtet sind. Die Beschichtung ist relativ dünn und kann verkratzen oder abgeschabt werden. Schließlich sind auch Näherungsschalter mit eingeklebten Keramik-

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platten als Frontplatten vorbekannt. Verbesserungswürdig
ist hier die Anbindung der Keramikplatten an das
Gehäuse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Näherungsschalter
für die Anwendung im Bereich von Schweißanlagen in herstellungstechnisch günstiger Form gebrauchsvorteilhaft
weiterzubilden.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen
angegebene Erfindung, wobei der Anspruch 1 insbesondere darauf abzielt, daß die Abdeckung ein sinterkeramisches Formteil als ein Haftprofil aufweisendes Einlegeteil in die Spritzgußform für das Gehäuse ist, wobei mindestens eine vom Haftprofil ausgebildete Ausnehmung mit Kunststoff
des Gehäuses ausgefüllt ist. Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine formschlüssige Verbindung zwischen
dem Näherungsschalter-Gehäuse aus Kunststoff und der
Kappe aus keramischem Material gegeben. Eine Verklebung
zwischen Keramikabdeckung und dem Gehäuse,
welche teuer und schwierig in der Herstellung ist und
zudem Haltbarkeitsprobleme bei Temperaturwechseln mit
sich bringt, ist nicht nötig. Die Fertigung der Keramikabdeckung erfolgt ebenso wie die Fertigung des Gehäuses vorzugsweise im Spritzgußverfahren. Dabei wird aus
einem spritzgußfähigen keramischen Rohmaterial ein
"Grünling" erstellt. Dieser spritztechnisch hergestellte Grünling wird dann zu einer Keramikform gebrannt.
Dieses sinterkeramische Formteil kann zufolge der Formgestaltung der Sinterform ein Haftprofil aufweisen.
Dieses Haftprofil besitzt Ausnehmungen und vorzugsweise auch Vorsprünge bzw. Hinterschneidungen. Dieses keramische Formteil wird sodann in die Kunststoff-Spritzgußform für das Gehäuse eingelegt und dann mit Kunststoffmaterial derartig umspritzt, daß das Kunststoffmaterial

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in die Ausnehmungen eintritt und damit eine formschlüssige Verkrallung zwischen Kunststoff und Abdeckung gewährleistet. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird diese Abdeckung bei Näherungsschaltern mit Zylinderform verwendet. Die sinterkeramische Abdeckung bildet dann eine Frontkappe aus. Diese Frontkappe kann eine Nut und vorzugsweise eine umlaufende Nut aufweisen. Sie bildet dadurch einen Flansch aus. Der Flansch kann in seinem Zentralbereich eine Kammer ausbilden zur Aufnahme eines Sensors, welcher insbesondere als Ferritkern ausgebildet ist. Anstelle eines Ferritkerns kann aber auch jeder andersartig gefertigte Spulenkörper Aufnahme finden, insbesondere solche Spulenkörper aus in einem magnetische Sättigung treibbaren Material- oder Luftspulenkörper. Die Kammer bildet in dieser Form eine Zentrierhilfe aus, um den Sensor in der Spritzgußform für das Gehäuse hinter der keramischen Abdeckung zu fixieren, wenn die gesamte Schaltung inklusive des Sensors bei der Gehäusefertigung voll- oder teilumspritzt werden soll. Auch der Einsatz von Vergußmasse ist vorgesehen. Es ist also sowohl möglich, ein gesondertes Gehäuse mit innerer Höhlung zur Aufnahme der Schaltung und des Sensors an die Abdeckung anzuspritzen als auch die Schaltung nebst dem Sensor komplett zu umspritzen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abdeckung nicht nur die Stirnfläche eines zylinderförmigen Gehäuses, sondern bildet eine stirnseitige zylindrische Scheibe aus, an welche sich die Gehäusemantelwand aus Kunststoff anschließt. Es ist auch vorgesehen, daß sich das Gehäuse zurückspringend hinter der eine Frontscheibe bildenden Abdeckung fortsetzt. An die sich so ausgebildete Stufe kann sich ein Mantel anschließen, der auswechselbar ist. Der Mantel kann als Rohr gestaltet sein und mit seiner Stirn gegen den vorstehenden Randabschnitt der scheibenförmigen Abdeckung stoßen. Er be-

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steht bevorzugt aus beschichtetem Metall oder aus einem keramischen Werkstoff. Der Mantel kann auch um das Gehäuse gespritzt sein. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die keramische Abdeckung einen Befestigungsabschnitt für den Näherungsschalter ausbildet. Dieser Befestigungsabschnitt kann eine Befestigungsöffnung ausbilden. Ferner kann vorgesehen sein, daß die Abdeckung eine kompliziertere geometrische Form besitzt. Bevorzugt ist eine L-Form, so daß mehr als nur eine Seite des Näherungsschalters gegen äußere Einflüsse geschützt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines Näherungsschalters mit Kunststoffgehäuse und Keramikabdeckung in Zylinderform,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Darstellung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Darstellung gemäß Fig. 2 und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Darstellung.

Der in der Fig. 1 dargestellte Näherungsschalter besitzt ein zylinderförmiges Gehäuse aus einem Kunststoffmaterial. Die Gehäusestirnfläche wird von einer Abdekkung 1 ausgebildet, die aus keramischem Material gefertigt ist. Die Fertigung der Abdeckung 1 erfolgt durch

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sintern, indem zunächst im Spritzgußverfahren durch Einspritzen von Keramikmasse in eine Spritzgußform ein Grünling erzeugt wird. Dieser Grünling wird sodann gebrannt. Das daraus entstehende Formteil bildet ein Einlegeteil aus, welches in die Spritzgußform zur Fertigung des Gehäuses eingelegt werden kann. Auf seiner Frontseite I¹ ist das Formteil plan. Das Formteil bildet eine Zylindermantelwand I¹¹ aus. Die Rückseite der Frontseite I¹ bildet einen Haltefortsatz in Form eines Flansches 3 aus, der Ausnehmungen ausbildet, in welche der Kunststoff des Gehäuses sich verkrallt, wenn er in das Formnest eingespritzt wird.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der auf der rückwärtigen Seite I¹¹¹ der Abdeckung vorgesehene Flansch 3 ersichtlich, welcher einen Ring ausbildet, von dem radial auswärts mit Abstand zur Rückwand I¹¹¹ eine ringförmige Rippe 5 absteht, so daß zwischen Rippenwand und Rückseite I¹'' eine Nut 4 verbleibt. Die Rippe 5 ist radial zurückspringend gegenüber der Zylindermantelwand I¹¹ der Abdeckung 1 angeordnet. In die Nut 4 fließt beim Spritzen des Gehäuses 2 Kunststoffmasse ein, so daß sich zwischen Flansch 3 und Gehäuse 2 ein Formschlußeingriff ergibt, der ohne Zerstörung des Näherungsschalters nicht lösbar ist.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel fluchtet die Mantelwand 2¹ des Gehäuses mit der Mantelwand I¹¹ der keramischen Abdeckung.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abdeckung 1 im wesentlichen gleichgestaltet wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2. Die Abdeckung 1 besteht aus einer kreiszylindrischen Scheibe, der auf ihrer Rückseite 1''' ein ringförmiger Flansch 3 ange-

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formt ist, der eine radial auswärtsragende Rippe 5 ausbildet mit von der Rippe 5 und der Rückseite l"¹ gebildeten Nut 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Flansch 3 einen geringeren Radius als im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, so daß die Mantelfläche 2' des Gehäuses 2 zurückspringend gegenüber der Mantelfläche I¹¹ der Abdeckung 1 verläuft und somit ein ringförmiger Wandabschnitt der Rückseite I¹¹¹ der Abdekkung 1 freiliegt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der in der vom Flansch 3 ausgebildeten zentralen Kammer 6 einliegende Ferritkern 7, der den Sensor ausbildet, vollständig von dem Kunststoffmaterial des Mantels 2 umspritzt. Ebenso vollständig umspritzt ist die etwa in der Achse des zylindrischen Gehäuses angeordnete Leiterplatte 8, die die elektrische Schaltung trägt.

Bei der Fertigung dieses Ausführungsbeispiels dient die Kammer 6 als Zentriermittel für die Spule bzw. das Spulensystem 7. Die Spule kann einen Ferritkern besitzen. Es ist aber auch möglich, die Spule mit einem Kern aus einem magnetischen die Sättigung treibbaren Material zu versehen. Auch kann es sich lediglich um eine Luftspule 7 handeln.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um dieselbe Grundform wie sie zur Fig. 3 beschrieben ist. Die Zylinderwandung 2' des Gehäuses 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel von einem Mantel 10 umgeben. Dieser Mantel 10 kann austauschbar sein. Er kann aber auch in einem weiteren Spritzgußschritt um das Gehäuse 2 herumgespritzt werden. Die Zylindermantelflache 10' des Mantels 10 kann mit der Zylindermantelfläche I¹¹ der Abdeckung 1 fluchten.

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Zufolge dieser Ausgestaltung ist ein "Verschleißgehäuse" gegeben. Es ist aber auch möglich, als Mantel 10 eine andere geometrische Form auszubilden, so daß in die Höhlung des Mantels 10 lediglich das Gehäuse 2 einsteckbar ist und so anwendungsspezifische Gehäuse ausbildbar sind. Das Gehäuse 2 kann im Mantel einschnappen oder eingeklebt sein.

Die Kunststoffumspritzung kann derart ausgestaltet sein, daß der umspritzte Kunststoff eine mechanische Entkopplung der Keramik gegenüber einem anderen Gehäuseteil, beispielsweise aus Metall ausbildet.

Ebenso kann vorgesehen sein, daß das angespritzte Keramikteil ein Befestigungselement ausbildet. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die keramische Abdeckung 11 beispielsweise eine Befestigungsöffnung 12 aus. Das Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 5 dargestellt ist, zeigt einen Näherungsschalterung mit quaderförmiger Grundform. Zwei der Quaderwände werden von den Außenflächen II¹ eines L-förmigen keramischen Körpers ausgebildet. Die Stirnflächen II¹¹ dieses keramischen Körpers 11 weisen zu den Quader-Schmalseiten. Die nach innen weisenden Flächen II¹¹¹ des L-förmigen Keramikkörpers 11 nehmen den Ferritkern 7 und die Leiterplatte 8 auf, welche von einem keramischen Gehäuse 2 umspritzt sind. Die das Haftmittel ausbildenden Aussparungen können auch von den Poren des Sintermaterials gebildet sein. Die Poren, die sich in der Oberfläche des gesinterten Körpers befinden, können aber auch durch eine gezielt in das Keramikspritzwerkzeug eingebrachte Rauhigkeit in Form von geometrischen Strukturen oder Durchbrüchen gebildet werden. In diesen Poren dringt beim Anspritzen des Kunststoffgehäuses Kunststoffmaterial ein und verkrallt sich dort. Die

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Wirkung der Poren als Haftmittel verstärkt sich dadurch, daß, wie beispielsweise in Figur 5 dargestellt, winkelförmige Abschnitte der Abdeckung 11 gehäuseeinwärts ragen.

Die Abdeckkappe kann ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen, viele, insbesondere anwendungsspezifische Strukturen besitzen. Sie kann nicht nur L-förmig ausgestaltet sein. Sie kann darüber hinaus auch die Form eines U ausbilden. Sie kann Kastenform aufweisen. Es ist auch jede geometrische Struktur denkbar, die eine Höhlung ausbildet, in welche der Sensor eingesetzt werden kann.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

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Claims

1. Näherungsschalter mit in einem Kunststoffgehäuse hinter einer keramischen Abdeckung sitzendem Sensor und zugehöriger elektrischer Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (1, 11) ein sinterkeramisches Formteil als ein Haftprofil (3, 4, 5) aufweisendes Einlegeteil in die Spritzgußform für das Gehäuse (2) ist, wobei mindestens eine vom Haftprofil (3, 4, 5) ausgebildete Ausnehmung (4) mit Kunststoff des Gehäuses (2) ausgefüllt ist.

2. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (1) einen Flansch (3) mit umlaufender Nut 4 ausbildet.

3. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (3) eine Kammer (6) zur Aufnahme eines Sensors (7) insbesondere einer Spule ausbildet.

4. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (6) das Fixiermittel eines vom Gehäusematerial voll- oder teilumspritzten Sensors (7) ist.

5. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (1) eine Stirnfläche (1') eines insbesondere zylinderförmigen Gehäuses (2) ausbildet.

6. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (1) scheibenförmig vor dem insbesondere zylindrischen Gehäuse (2) liegt.

7. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (1) einen Befestigungsabschnitt für den Näherungsschalter ausbildet.

8. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt eine Befestigungsöffnung (12) ausbildet.

9. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Abschnitt der aus Kunststoff bestehenden Gehäusewand (2') von einem insbesondere auswechselbaren Mantel (10) umgeben ist.

10. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) von einem festmontierten, insbesondere metallischen Gehäuse ausgebildet ist.

11. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) ein Übergehäuse für den Näherungsschalter (10) ausbildet, mit einer Öffnung, in welche das Gehäuse (2) des Näherungsschalters derart einsteckbar ist, daß lediglich die keramische Abdeckung (1) von außen zugänglich ist.

12. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) als Rohr ausgebildet ist, welches mit seiner Stirn gegen den Rand der scheibenförmigen Abdeckung (1) stößt.

13. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) um das Gehäuse (2) gespritzt ist.

14. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (11) eine L-Form aufweist, mit zwischen den L-Schenkeln eingespritztem Gehäuse (2).

15. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung eine U-Form, Kastenform oder anderweitig gestaltete Hohlform ausbildet.